CENTRIOLOS: funktsioonid, omadused ja struktuur

Kogu inimese elu jooksul on nende rakud surevad ja enda ülalpidamiseks peavad nad rakkude jagunemise käigus jagunema kaheks tütarrakuks. Selle protsessi õigeks läbiviimiseks on aga vaja mitmeid rakustruktuurid täidavad oma funktsiooni õigesti. Nende struktuuride hulgas on mitootiline spindel, mis tekib tsentrioolidena tuntud struktuuridest. Selles ÕPETAJA õppetunnis näeme mis on tsentrioolid, nende funktsioonid, omadused ja struktuur. Nende kohta lisateabe saamiseks lugege meid allpool!

Tsentrioolid on tüüpiline struktuur enamikust eukarüootsed rakud ja need koosnevad tubuliini valkudest koosnevatest mikrotuubulitest.

Tsentrioolid moodustavad omakorda kaks struktuuri mis on rakkude jaoks põhilised, nagu Tsentrosoomid mis toimivad rakkude jagunemisel ja basaalkehad mis moodustavad erinevaid funktsioone täitvaid ripsmeid ja lippe.

Nii tsentrioolidel kui ka basaalkehadel on sama molekulaarstruktuur ja need on vahetatavad rakus, see tähendab, et tsentrioolid võivad liikuda membraanile, moodustades ripsmeid ja basaalkehad võivad liikuda rakkudesse ja moodustada tsentrosoomi.

The funktsiooni tsentrosoomi tsentrioolidest on see neid korraldada, samas kui selle funktsioon basaalkehades on organiseerida ja hakata moodustama mikrotuubuleid, mis moodustavad ripsmete ja lipukate aksoneemi või skeleti.

Inimese eukarüootides on küpsed tsentrioolid või basaalkehad tsüklilised struktuurid, kõrgusega 150–500 nm (see on muutuvam ja pole teada, kuidas see määratakse) ja umbes 250 nm läbimõõduga, nii palju, tsentrioolid ja basaalkehad on kaks suurimat valgustruktuuri eukarüootsest rakust.

Tsentrioolide seinad moodustavad üheksa mikrotuubuli kolmikut paigutatud pikisuunas ja orienteeritud kõik samas suunas, kusjuures otsad üle mikrotuubulite moodustavad osa silinder ja otsad vähem teises, moodustades tsentriooli või basaalkeha distaalse ja proksimaalse otsa, see tähendab, et need on struktuurid polariseeritud. Kuid see struktuur ei ole täidetud kõigis organismides, nagu näiteks mõnes kärbseembrüos, kus on 9 paari, või nematoodil C. Elegans, kus on 9 lihtsat mikrotuubulit.

Mikrotuubulite kolmikus on ainult üks täielik ja koosneb 13 protofilamenti (moodustatud 13 kokku pandud tubuliinfilamendist). Seda täielikku mikrotuubulit nimetatakse mikrotuubuliks A, samas kui mikrotuubulid B ja C on mittetäielikud ja koosnevad ainult 10 protofilamendist, millest kolm jagavad A omadega. Tsentriooli distaalses otsas ulatuvad ainult mikrotuubulid A ja B ning C on lühem. Noorte tsentrioolide proksimaalses otsas moodustub vankrilaadne struktuur, mis aitab korrastada ja kokku panna 9 mikrotuubuli kolmikuid.

Rakkude tsentrosoomid on struktuurid, mille moodustavad kaks tsentriooli, millest üks on küps ja teine ​​ebaküps. Küpsel tsentrioolil on valgustruktuurid, mis moodustavad distaalsed ja subkristallilised lisandid, ja just distaalsed lisandid on seotud plasmamembraaniga. moodustada ripsmete basaalkehad ajal, mil küps tsentriool migreerub membraani lähedusse, samal ajal kui alamkristallid vastutavad ripsmete ankurdamise eest. mikrotuubulid.

Ka põhikehad nende distaalsetes otstes on mingi pimesool, kuid sel juhul nimetatakse neid basaaljalgadeks ja ühendus- või üleminekukiududeks, samas kui nende proksimaalses otsas on vöötmelised tsiliaarsed juured. Need lisandid aitavad basaalkehal kinnituda plasmamembraani külge ja vöötjuured aitavad korrastada basaalkeha rakulist struktuuri.

Pilt: Taimede ja loomade ajaloo atlas

Tsentrioolidel on eukarüootse raku ja selle nõuetekohase toimimise jaoks mitmeid funktsioone. Nende funktsioonide hulgas on järgmised.

Tsentrosoomide moodustumine

Tsentrosoomid on loomarakkude peamised elemendid, mis hakkavad moodustama tsütosooli mikrotuubuleid, protsess, mida nimetatakse mikrotuubulite tuumaks. Tsentrosoom koosneb paarist tsentrioolidest (üks küps ja üks ebaküps), mida ümbritseb peritsentriolaarse materjali moodustav molekulide pilv. Tõendid näitavad meile, et tsentrioolid võivad olla vastutavad tsentriooli kokkupanemise eest, kuna just nemad värbavad peritsentriolaarset materjali ja tubuliini valgu gamma-subühikute rõngad, mis asuvad peritsentriolaarses maatriksis ja näivad olevat need, mis tegelikult teenivad tubuliini tuuma moodustamiseks. mikrotuubulid

Tsentrioolid ja neid ümbritsev peritsentriolaarne materjal mängivad loomarakkude jagunemisel üht olulisemat rolli, kuna nad vastutavad moodustavad mitootilise spindli. Kuid see ei ole kõigis rakkudes sama ja on näha, et neuronites, epiteelirakkudes ja lihasrakkudes ei ole tsentrosoom peamine mikrotuubulite tuuma tekitaja. Tsentrosoomid puuduvad ka taime- ja pärmirakkudes, kus mitootiline spindel see moodustub tsentrioolide puudumisel.

Ripsmete teke ehk tsiliogenees

The ripsmedon Plasmamembraani pinna liikuvad või mittemobiilsed protsessid mõnedest eukarüootsetest rakkudest. Nad täidavad olulisi funktsioone seal, kus nad on, nt kaitse mikroorganismide ja lima liikumise eest hingamispindadel munajuhade poolt moodustunud munaraku nihkumine või sensoorsed funktsioonid kuulmisaparaadis ja teistes meeleorganites. Selle moodustumine toimub basaalkehadest pikenemise teel, mis tekib iga kolmiku mikrotuubulite A ja B polümerisatsiooni teel.

Kui rakk lõpetab rakkude jagunemise, migreerub vana tsentriool plasmamembraani suunas ja muutub ripsmeid moodustavaks põhikehaks. On rakke, mille vabal pinnal on tuhandeid ripsmeid, näiteks hingetoru, ependüümi või munajuhade rakud. Nendes rakkudes iseseisvate ripsmete moodustamiseks peavad basaalkehad rändama raku pinnale ja muud tsütoskeleti elemendid nagu aktiini mikrofilamendid ja mikrotuubulid.

Kuna ripsmete olemasolu ei ühildu raku jagunemisega, tuleb need lahti võtta, kui rakk hakkab jagunema, ja uuesti kokku panna, kui see protsess on lõppenud. Arvatakse, et see lahtivõtmine toimub nii, et basaalkehad ei sega mitootilise spindli moodustumise ajal tsentriole.

Raku asümmeetria

Asümmeetrilistes jagunemistes on mõlema tütarrakkude vahel ebavõrdne jaotus ja seda tüüpi jagunemiseks on vajalikud tsentrioolid, kuna need aitavad kaasa mitootilise spindli õigele orientatsioonile. Teine viis asümmeetria loomiseks sõltub sellest, milline tütarrakk võtab vanima tsentriooli.

Tundub, et vanim tsentriool ümbritseb end molekulidega, mis erinevad veidi noorimat ümbritsevatest molekulidest, mis aitavad tüvirakke jagada tütarrakud erinevad molekulid, mis on seotud ühe või teise tsentriooli peritsentriolaarse materjaliga, nagu messenger RNA või erinevad tegurid et aitab transkriptsiooni alustada ja säilitada.

Üks hüpotees, mida on täheldatud, on see, et rakk, mis suudab hõivata tsentrosoomi, millel on vanim tsentriool, arendab kõigepealt välja ripsmed, mis Need reageerivad keskkonna erinevatele signaalidele varem, see tähendab, et see ebaühtlane jaotus võib tekitada kahe raku vahel erineva käitumise tütred.

Raku organiseerimine

Asend, milles tsentrioolid paiknevad rakkude tsütosoolis, moodustades rakkude tsentrosoomid, on olulised määrata paljude rakkude struktuur, või võimaldada rakkude liikumist, kuna need aitavad luua vahet raku edeneva esiosa ja tagaosa vahel. Näiteks kesknärvisüsteemi astrotsüütides (rakud, mis aitavad neuroneid), Golgi aparaat see on tsentrosoomi toime tõttu paigutatud raku edeneva esiosa suunas. Fibroblastides paikneb raku tuum aga raku kõige sabapoolsemas osas, seda ka tänu tsentrosoomi toimele.

Nii tsentrioolide kui ka tsentrosoomi asukoht rakkudes näib olevat määratud mikrotuubulite ja aktiini mikrofilamentide interaktsiooniga. On näidatud, et tsentrosoomi asukoht rakus sõltub interaktsioonist selle tekitatavate mikrotuubulite ja rakukoor, mis asub plasmamembraani sisepinnal ja koosneb mikrofilamentidest aktiin.

Kuid mõnikord asub tsentrosoom raku tuuma läheduses interaktsiooni tõttu valkudega, mis on osa tuumaümbrisest ja ankurdavad selle sellesse asendisse. Teistes eukarüootsetes rakkudes on tsentrosoomide ja tuumaümbrise vaheline seos tingitud kiududest tsentrioolidega seotud valgud, mida nimetatakse vöötkiududeks, mis toimivad mõlema liiduna struktuurid.

Embrüonaalse arengu algus

Pärast kahe haploidse raku sulandumist viljastamisprotsessis, ainult spermatosoididjääb alles tsentriooliga mis pärineb flagellumi basaalkehast. See tsentriool värbab tsentrosoomi moodustamiseks munarakust leitud peritsentriolaarset materjali.

See vastloodud tsentrosoom hoolitseb selle eest tuuma moodustumine ja mikrotuubulite süsteemi organiseerimine rakud, mis on vajalikud kahe protuuma (mõlema suguraku haploidsed tuumad) migratsiooniks ja ühinemiseks. Hiljem see jaguneb ja moodustab mitootilise spindli, mis vastutab raku esimese jagunemise eest.

Kui soovite lugeda rohkem sarnaseid artikleid Tsentrioolid: funktsioonid, omadused ja struktuur, soovitame teil sisestada meie kategooria bioloogia.